La structure des mucines conditionne les propriétés viscoélastiques des gels de mucus

Gel-forming mucins structure governs mucus gels viscoelasticity

¹ Inserm, Université de Lille, CHU Lille, LIRIC UMR 995, F-59000 Lille, France
² PSL Research University, UPMC Univ. Paris 06, ESPCI Paris, CNRS UMR 7615, Laboratoire Sciences et Ingénierie de la Matière Molle, 10, rue Vauquelin, 75231, Paris Cedex 05, France
³ Global Station for Soft Matter, Global Institution for Collaborative Research and Education, Hokkaido University, Sapporo, Japon

^* Jean-luc.desseyn@inserm.fr

Résumé

Le mucus représente la première ligne de défense innée chez les mammifères. Les mucines gélifiantes qui le constituent forment un réseau protéique au sein duquel coexistent des régions hydrophiles et hydrophobes. Il est maintenu par des interactions covalentes et réversibles qui définissent les propriétés rhéologiques du gel. Cette revue décrit la structure et les fonctions du mucus en se focalisant sur les interactions protéine-protéine, ou interactome, des mucines gélifiantes. Du fait de leur nature réversible et de leur dépendance vis-à-vis de l’environnement physico-chimique, le rôle des interactions de faible énergie n’est pas totalement compris. Cependant, ce type de liaisons constitue une cible thérapeutique prometteuse pour contrebalancer les anormalités du mucus observées dans les pathologies associées aux muqueuses.

Abstract

Mucus is the first line of innate mucosal defense in all mammals. Gel‑forming mucins control the rheological properties of mucus hydrogels by forming a network in which hydrophilic and hydrophobic regions coexist, and it has been revealed that the network is formed through both covalent links and reversible links such as hydrophobic interactions in order to modulate the structure as a function of the physiological necessities. Here, we review the structure and functions of the mucus in terms of the gel-forming mucins protein-protein interactions, also called interactome. Since it is difficult to characterize the low energy reversible interactions due to their dependence on physico-chemical environment, their role is not well understood. Still, they constitute a promising target to counteract mucus abnormalities observed in mucus-associated diseases.